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惯质类阻尼器对斜拉桥拉索减振性能的研究
| 论文题名： | 惯质类阻尼器对斜拉桥拉索减振性能的研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;拉索系统;惯质类阻尼器;阻尼性能 |
| 摘要： | 有效地控制拉索的振动是实现斜拉桥长期安全运营的关键。相比于传统阻尼器对拉索的减振，惯质类阻尼器能够产生放大几百倍的等效质量，能提供更大的惯性力，进而耗散更多的能量。本文针对拉索的减振问题，在张紧弦理论的基础上，通过求解多种惯质类阻尼器的复特征方程，探讨了其对拉索系统阻尼性能的影响规律。主要内容如下: (1)以张紧弦理论为基础，分别推导了无阻尼和有阻尼拉索系统的复特征方程。然后运用数值分析中迭代法的思想，求得了有阻尼系统的数值解，并计算了“VD-拉索”系统的最大模态阻尼比以及阻尼比与阻尼系数的关系。 (2)分别建立了“阻尼元件与弹簧串联、与弹簧并联、与惯质串联、与惯质并联”四类系统的复特征值方程，详细分析无量纲刚度和质量系数对模态阻尼比的影响。阐明了弹簧对于系统的阻尼比具有减弱的作用，惯质对于系统的阻尼比具有提升作用;且不同连接方式对应的参数取值范围也有较大差别。通过实索计算，揭示了弹簧元件在阻尼器减振时的正刚度特征，以及惯质元件在减振时所提供的正刚度和负刚度特征。 (3)在综合考虑弹簧和惯质作用的基础上，研究了三种不同构型的惯质类阻尼器的阻尼性能。详细分析了无量纲质量、刚度系数，以及模态阶数和阻尼器的安装位置等对系统模态阻尼比的影响;以系统的一阶最大模态阻尼比为评价指标，对比了惯质类阻尼器与普通的粘滞阻尼器。阐明了三种不同的调谐惯质阻尼器的拉索减振特点和存在的最优参数。相比于普通的粘滞阻尼器，惯质类阻尼器对于模态阻尼比的提升效果显著;惯质阻尼器具有的等效负刚度特征，使得惯质类阻尼器能够更有效地减小拉索振动。 |
| 作者： | 崔智鑫 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 文永奎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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